JPS5960174A - 「こく」粒乾燥機におけるバ−ナの熱風制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 乾燥機により穀粒を乾燥する場合、乾燥庫〃１が速すぎ
ると穀粒に胴割れを生じ、遅すぎると乾燥が仕上がるま
でに時間がかかって能率が悪いという弊害を生ずる。

この弊害を回避するにｔ」２、終始適当な一定の乾燥速
度で乾燥し続けることが必要である。

乾燥速度は穀粒の含水率（％）の単位時間当シの減少値
であるから、ある時間の含水率をａ。

それよ多単位時間後の含水率をｂとすると、その時点の
乾燥速度Ｐ（％／時間）は、ｐ　＝　ａ　−ｂ　　　　
　　　　　（１式）いま乾燥庫＆Ｐのときに穀粒より蒸
発する水の単位時間当シの重囲・すなわち除水−ｆ４ｆ
　Ｑ　（Ｋｇ／時間）は、ある時間の穀粒の正月をＡ（
Ｋｇ）、それより単位時間後の穀粒の重量を１３（Ｋｇ
）とすると、 Ｑ＝Ａ−Ｂ（２式） ところで水分を除いた穀粒個有の型針は乾燥前後で変シ
ないから次式が成立つ。

Ａ−Ａ−＝Ｂ−Ｂ　−（３式） ％式％（ （１式）と（３式）よりｂおよびＢを求めて（２式）に
代入すると、 となる。

一般に籾や麦の適正な乾燥速度Ｐは０．６から１．２（
％／時間）までの範囲内であるが、仮すに１）　＝　０
．８で一定として１０００Ｋｇの穀粒全体から毎時間蒸
発する除水量Ｑを（４式）から求めると、Ａ　＝　１１
００ＯＩ（だから ａ＝２５（％）のときは、Ｑ＝１１（Ｋｇ／時間）ａ−
２０ぐ搦）のときＣ［、Ｑ　＝　１０　（Ｋｇ／時間）
ａ　＝　１５（％）のときは、Ｑ　＝　９．３　（Ｋｇ
／時間）どなる。

同和−にＰ　＝　１．０　、０．９および０．７でそれ
ぞれ一定とした場合について、含水率に対応する除水ｐ
ｌＱを（４式）より計多７し、それぞれの場合の含水率
と除水ｆｆ１Ｑの関係をグラフに示すと第４図のとおシ
になる。

このように乾燥速度Ｐをある一定の値に決めると、除水
ｍＱは含水率ａと穀粒の重量Ａから（４式）のＮ１ｐ−
によシ求まる。

従ってあらかじめ除水１１”ｌ：　Ｑを創（１）で求め
、その値に実際の除水量ｑの値が一致するように乾燥す
れば、乾燥速度Ｐを一定にできる。

穀粒に熱風を浴せて乾燥する場合、穀粒から蒸発した水
は排風に含１れ機外に１１１出されるから、実際の除水
（Ｖ＋ｑの値は、熱風と排風の絶対湿度の差と熱風の単
位時間当υの風量Ｗ（Ｋｇ）との積より求まる。

絶対湿度は空気ＩＫｇ当りに含まれる水のグラム数であ
るから、これをキログラム数に換斜すると、実際の除水
量ｑについて次式が成υ立つ。

ｐ＝（排風の絶対浸度−熱風の絶対閘度）Ｘ　Ｏ，００
１ＸＷ　（Ｋｇ／時間）　　　（５式）熱風と排風の絶
対湿度差は両者の温度差に比例するからその比率をｋと
すると、 □＝　熱風と排風の絶対湿度差 −’ｚ漏＃（７）ｕｒｇｅ−（６式） そこで乾燥機を実際に運転するとき、通常の熱風温度は
４０’Ｃから５１）’Ｃの間であシ、いま仮シに熱風の
絶対湿度が４乃至８　（ｇ／　Ｋｇ）で、υ１風温度２
１’Ｃ乃至２７°Ｃだとすると、第５図の？！、Ｊり空
気線図に破線で示すように、そのときの排風湿度におけ
る絶対湿度は表１のとおシにそれぞれ求する。

これよりその範囲内でｋの値は０．４２であることが判
明する。

従って（５式）と（６式）から ｐ＝（熱風の温度−排風の温度）Ｘｏ、４２ｍＸＷ（７
式） となる。ここでｍは乾燥機と穀粒の温度上昇管によシ失
う分を差し引いた効率で、乾燥機の機種や仕様および穀
粒のイｉｊｉ　ｔｌ’ｉ品質などにより決まる一定の補
償係数である。

０．４２　ｍは定数だからこれをに１とし、また熱風の
温度をＴ％　（’Ｃ）、排風の温度をＴｂ　（’Ｃ）と
すれば、（７式）は次のように書き直すことができる。

ｑ、＝（Ｔａ−Ｔｂ）ｘｋｌＸＷ　　（８式）この（８
式）より実際の除水量ｑは、あらかじめ補償係数ｍない
しに１と風量Ｗを決めておけば、熱風と排風の温度Ｔａ
およびＴｂを測定することによシそれらのｉ＋＋＋＋　
ｚ値から求めることができる。

このようにして（８式）から求めた実際の除水量ｑを（
４式）の計算で求めた除水量（に一致するように乾燥す
ることにより乾燥速度Ｐを一定にする制御装置を、発明
者らは以前に！Ｉｆ願昭５７−９８７７２号として提案
１７）、−の・、その従来装置は風量Ｗを一定のまま熱
凰繭度Ｔａのみを上げたシ下げたシ、制御して除水量ｑ
を基準の除水量Ｑに一致するので、乾燥する穀物量Ａ（
Ｋｇ）が多く基準の除水量Ｑが大きいときは、熱風温度
Ｔａを高くすることによシ（８式）における排風温度Ｔ
ｂとの温度差（Ｔａ−Ｔｂ）を大きくし、逆に乾燥する
穀物量Ａ　（Ｋｇ）が少なく除水量Ｑが小さいときには
熱に温度Ｔａを低く設定し排風温度Ｔｂとの温度差（Ｔ
ａ−Ｔｂ３を小さくする必要があった。

この従来装置における穀物量Ａ（Ｋｇ）と熱風の設定温
度Ｔ！　（’（ｊとの関係をグラフに示すと、第６図の
破線のとおシである。

このグラフからも明らかなように、従来装置では乾燥す
る穀物量Ａの多少によ多熱風温度Ｔｌの違いが大きくバ
ーナの燃焼状態を穀物量Ａによシ大巾に調整しなければ
ならないばかシか、少量の穀物を乾燥する場合には熱風
温度Ｔａを低くして排風温度Ｔｂとの差を小さくするの
で、熱効率（とこで熱効率とは燃８！１の発熱量と穀物
から蒸発する水の蒸発熱との比イ・をいう）が悪く不Ｆ
＋’でｊ”ｒであ２・という欠点があった。

ところでそもそも乾燥連１ｅ−Ｐが−＞ｉ′の」Ｊ′１
合ニ、穀物を乾燥するのに必男（なエネルギー１１：Ｅ
は穀物−Ｙｒ　Ａに比例すると共に、熱ｊ虱温度Ｔａと
風ＱＷの積により決凍るから次式が成り立つ０ エネルギー量Ｅ：に２Ｘ穀物量Ａ　　（９式）エネルギ
ーＩＪＥ＝に３Ｘ熱風温度Ｔａｘ風ｂｔ　Ｗ（Ｊ、（１
式） （ここでに２およびに３は比測定Ｚ′Ｉ）これらの式か
ら明らかなとおり、穀物ｆｄｌ　Ａが多い場合も少ない
場合も同一の乾１＞速度Ｐで乾燥するには、穀物量Ａが
多いＪ４合それに比例してエネルギー量Ｅも大きくする
心髄があり、それには熱風温度Ｔａだけ上昇するよ）も
熱風温度Ｔａと風量Ｗの両省を増大したほうが熱風温度
Ｔａ自体の上引分が少なくて足シる。同様に穀物１１Ａ
が少ない」ｊ６合モノ［に比例してエネルギーＩＥを小
さくする必要があるが、それには熱風温度Ｔａだけ下降
するよシも風（１７ｊｙ　Ｗも熱風温度Ｔａと一緒に減
少したほうが熱風温度Ｔａ自体の下降分が少なくて足り
るのである。

本発明はこの点に着目して熱風のＪ化量Ｗを穀物量Ａに
応じて増減するととによシ上記従来の欠点を解消するこ
とを目的とする。

すなわち本発明では第６図の実線に示すように、乾燥す
る穀物量Ａが多いときは、（１０式）における風Ａｗの
値も増大してそれによシ熱風温度Ｔａを従来より低く設
定する。壕だ穀物量Ａが少ないときは、風ｉＷも減少す
ることによ！ｌｌ熱風温度Ｔａを従来よシ高く設定する
。そしてこのように穀物ｉＡに応じて熱風温度Ｔａを設
定したら、その設定した温度Ｔａになるようにパーヘナ
を燃焼させると共に、初期設定した風量ＷＯと熱風と排
風の温度ＴａおよびＴｂの測定値とから（８式）によυ
実際の除水ｔｆｑを計測し、この除水量ｑが（４式）に
よる計算で求めた基準の除水量Ｑに一致するように風月
−Ｗを決め、これを基準風量として実測した風扇Ｗと比
較し、その差が０になるようにファンの回転数を制御す
るのである。

次に本発明を図面に示す実施例にもとづいて説明する。

１は乾燥機の貯留室でその底部中央に断面が逆Ｖ字形の
山形板２を設け、その左右に対向して誘導斜板３．３を
設置ｉｉ７する。山形板２の両側縁と誘導斜板３，３の
下縁にそれぞれ多孔板４を接続し、その相対する２枚１
組の多孔板４によシ乾燥室５，５を形成する。

乾燥室５，５の下端の排出口はロータリパルプ６を介し
樋状の流穀室７にのぞませ、その中央の凹溝に横架する
送穀ラセン８の送出端を昇穀機９の下部取入口に接Ｉノ
ｉ：する。

昇穀機９の上部には舶載ラセン１（］を接続し、その終
端を貯留室１の天井板中央に吊シ下ける拡散板１１の上
方に開口する。

そして乾燥機の正面と背面に相対してバーす１２と吸引
ファン１；１を取付け、バーナ１２を左イ、の戟煙宰５
，５の内側の熱風室１４にのぞませると共に、ファン１
３を乾炸二室５，５の外ｆ４１１とＩ′！：燥機の外壁
により囲まれた排％ｊ、室１５に接ド１−する。Ｉｆｉ
は熱風室１４のバーナ１２と反対側を閉釦する遮板であ
る。

穀粒は昇穀＋（Ｊ、！！９と給東）ラセン１．０を経て
拡散板１１により貯留室１内に平均に張込まれ、乾燥室
５を流下する。その際バーナ１２の熱風が中央の熱風室
１４から左右の乾燥室５ＫＪｅ人し流下中の穀粒を乾燥
して湿気を含んだ排風が排風察１５を経てファン１３に
よシ機外に排気する。

乾燥後の穀粒はロータリパルプ６の回転に上り流穀室７
に落ち、送穀ラセン８と昇穀機９によシ再び貯留室１に
戻る。

しかして本発明では乾に機の熱風室１４七排風室１５の
内部に温度センサ３ａ、Ｓｂをそれぞれ取イτｊけ、こ
れによシ実際の熱風温度ＴＩＬと排風温度Ｔｂを測定す
る。

そして乾燥機に張込む穀物′９Ａを設定する穀物量設定
回路１７を設け、これを熱風ｆ１．Ａ度設定回路１８に
接続し、機内の穀τ晶が一定になるように熱風温度を穀
粒量Ａに応じて設定すム１９は比較回路で、その入力側
に熱風温度設定回路１８と熱風の温度センサＳａを接続
し、これにより比較回路１９の出力側に接続した電磁弁
のようなバーナ１２の燃料系統に介在した燃料制御装置
２０を操作して宙際の熱風温度が設定温度に等しくなる
ように燃料の流」連を制御してバーナ１２を燃焼する。

次に穀物量設定ＩＩＪ回路１７を基準除水量設定回路２
１に接続し、この回路２１により　％物量Ａ。

含水量ａ、および所定の乾燥庫ＫＰの値から基準となる
べきｎ１算上の除水量Ｑを（４式）にもとづいて初出し
、その尊、出した１１ｒ１に比例し九寛圧を出力する。

一方、温度センサＳａ、　Ｓｂを実測除水量＠１算回路
２２に接続し、この回路２２によシ熱風温度Ｔａ、排風
温度Ｔｂおよび初期設定した風ｉ；ｉＷＯの値から実際
の除水量ｑを（８式）にもとづいて実測し、その実測し
た値に比例した電圧を出力する。

そして回路２１と回路２２の出力ｉｊｉを比較回路２３
に４ｇ枕し、回路２３の出力１１１１を増巾回路２４に
接続して回路２１乃至２４によ多風量設定回路２６を構
成する。

のモータ２９の回転数制御回路２８に接続する。

ｈ’６−　ｂｔ　６１１１定装置２７は熱風室１４内に
設置する圧力測定器２７ａとその出力側に接続する静圧
・風量変換器２７ｂとから成る。

熱風室１４内の静圧（ｍｍＡｇ）は風量Ｗ（Ｋｇ／時間
）にほぼ比例するが、その比例曲線（第７図参照）は穀
粒の品棹などによυ多少相違する。

風量測定装置２７では先づ圧力測定器２７ａにより熱風
室１４の静圧を測定し、その出力を、ｆ＋’ｊ□圧・風
量変換器２７ｂにあらかじめ穀粒の品種別に記憶させた
比例曲線に従って風−ｆ４ｒｗに変換し出力する。

しかして風量設定回路２（ｉにおいて回路２１と２２の
出力が一致するように、すなわち実測した実際の除水量
ｑがｎ［訴により求めた基準の除水量Ｑに等しくなるよ
うに風量Ｗの値を設定し、さらにこの基準の風ｉＷと、
回路２７による実際の風量Ｗとが等しくなシ両者の差が
０になるように制御回路２８を作動して動用ファン１３
のモータ２９を回転する。

本発明では熱風温度Ｔａ　Ｈ穀物−Ｍ“Ａに応じて一旦
設定したら乾燥が終るまで一定であるだめ、熱風と排風
の温度差（’ｌ’ａ−Ｔｌ））は乾燥が進み排風温度Ｔ
ｂが上昇するに従い小さくなる。このため基準の風量Ｗ
は乾燥が進むに従い増大するので、実際のＦ１λ、　９
１　ｗもそれに追随して増大させ基準の風、−ｗに一致
させる。

実際の風量Ｗは必ずしもモータ２９の回転数だけから決
まるわけではなく、乾燥する穀物の品（１ｒ！や夾雑物
の混入比率、通風抵抗値などの影チメ３を受けるが、本
発明においては実際の風１１１Ｗの値を実測してフィー
トノ（ツクし１，１〜準の風１１：Ｗと比較しながらｉ
ｌｉ↓差を修正するシ〕で、ＳＪ’際の風ｉＸＷは基準
（目標）の風量ｗ。

変化に正しく追随する。

風）・・Ｗを実測する圧力測定器２７ａは熱風室１４ま
だは排風室１！）のいづれに設置￥　ｌ、てもよい。

これを要するに本発明においては、乾燥すべき穀わＬの
重−ｈｆをあらかじめ設定し、その設定７１ｊ　、！ｔ
ｌにおいてか１燥速度Ｐを一定とする除水量Ｑを穀粒の
含水率ａに応じて計算により求め、これと実際の除水ｉ
−］−ｑがいつも一致するようにバーナの熱風のＪ’、
ｌＬ　７７４を制御するのであるが、その際、風量測定
装置＃ｊ　２７によシ実際のｆｉｇ　’Ｂｊ、’　Ｗを
測定し、その測定値をフィートノ（ツクして風ｊｉ’ｉ
設定回路２６において設定した基準の風量Ｗと比較し両
者が一致するようにファンのモータ２９をＨ７制御する
ので、乾燥の進行に伴い基準の風量Ｗが変化しても実際
の風量Ｗは正しく追随し、風月を正確に制御できるとい
う効果を生ずる。

このように風量制御が正確だから外気？Ｉ１４＋度、穀
′吻の種類品質が違っても乾灯゛凍囲Ｐに７′１゛−異
を生じることがなく常に一定で、しかもその時々の含水
率に適した除水ｆ、−；で幹、１．■、できるだめ胴割
れの発生を防止でき、＋’＋７＋　′ｐｉ良好な穀オ′
３“Ｉに乾燥できるという効果を生ずる。

また本発明では熱風の風）、ＩＷを増加ないし減少して
実際の除水量ｑを、穀物ＦＡ’　Ａにより決する基準の
除水量Ｑに一致させるので、栓、載物ｋｆ　Ａが多い場
合と少ない場合とで熱ｆｉ１λ瀉度Ｔ＆の差が少なく、
このだめバーナ１２の調整ｌＪが小さくて足シるばかシ
でなく、少１ｄの載物を乾燥する場合には熱風湯度Ｔａ
を高くすることにより風量Ｗを小さくできるので、熱風
が乾燥室５を通過する速度が遅くなυ従って熱風と穀粒
との接触時間が長く々す、このため熱風とｔｌＦ＆のＴ
ｌｌＡ度差（’ｌ’ａ−Ｔｂ）が従来に比べて大きくな
って、熱風のエネルギーが効率よく穀粒からの水の蒸発
熱に転換して熱効率の良い乾燥ができ、燃料費を節約で
きるという効果を生ずる。

載物量Ａが少ない場合も従来より熱風湯度Ｔａは低いの
で穀温の上昇をおさえ穀物の胴割れを防ぐことができる
という効果を生ずる。

まだ本発明では実際の除水量ｑを熱風と排風の絶対湿度
差からではなく温度差から求めるので、高価な湿度計は
必要なく安価な温度センサによυ高精度の計測ができる
という効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した穀粒乾燥機の縦断正面図、第
２図はその楢断平面図、第３図はその制御系統のブロッ
ク図、第４図は１０００Ｋｇの穀粒を免許速度Ｐ　＝　
０．８　（５７時間）一定で乾燥した場合の除水量Ｑと
含水率との関係を示すグラフ。第５図は湿シ空気線図で
熱風と４ノｉ風の温度と絶対浸度の関係を示す。第６図
社乾燥速度Ｐ−一定の場合の乾燥する載物量Ａ　（Ｋｇ
）と熱風の設定温度’ｐａ（’Ｃ）の関係を示すグラフ
で、破線は従来装ｆＨのものを実線は本発明装部のもの
をそれぞれ表わしている。第７図は熱風の夙％Ｗ（Ｋｇ
／時間）と熱風室内の静圧（ｍｍＡｇ　）との関係を示
すグラフである。 代理人　　牧　　　哲　部（は、か２名）第１図 ７８ ＠２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 乾燥するクツ・ン物量に応じて設定した熱風温度にガる
   ようにバーナを燃焼制御すると共に、初期設定した熱風
   風量と熱風および排風の温度の測定値とから実際の除水
   ｆａ′ｑを計測し、この除水′＠′ｑが弱物量に応じて
   計算により求めた基準の除水Ｐ′Ｑに一致するようにバ
   ーナの熱風の風量Ｗを設定し、しかして乾燥機内に設け
   たＭ量測定装置によシ実際の風量Ｗを計測し、この風Ｖ
   Ｌ　Ｖｒが上述の基準の風量Ｗに一致するようにファン
   の回転数を制御することを特徴とする乾燥機におけるバ
   ーナの熱風制御装置６゜